JPH06101251A - 空気中水分収集装置 - Google Patents
空気中水分収集装置Info
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- JPH06101251A JPH06101251A JP4249161A JP24916192A JPH06101251A JP H06101251 A JPH06101251 A JP H06101251A JP 4249161 A JP4249161 A JP 4249161A JP 24916192 A JP24916192 A JP 24916192A JP H06101251 A JPH06101251 A JP H06101251A
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- Japan
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- air
- water
- temperature
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-
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- Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
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- Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
- Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
Abstract
(57)【要約】
【目的】 安価なコストで、しかも、大電力の確保が難
しい地域においても容易に空気中から水を得ることがで
きる空気中水分収集装置を提供する。 【構成】 低気温時の外気Ａと蓄冷材Ｒとを熱交換させ
て蓄冷材Ｒに蓄冷する熱交換手段２、高気温時の外気Ａ
と蓄冷材Ｒとを熱交換させて蓄冷材Ｒの蓄冷熱により外
気中水分を凝縮させる熱交換手段２、並びに、その凝縮
水Ｗを回収する水回収手段５を設けてある。
しい地域においても容易に空気中から水を得ることがで
きる空気中水分収集装置を提供する。 【構成】 低気温時の外気Ａと蓄冷材Ｒとを熱交換させ
て蓄冷材Ｒに蓄冷する熱交換手段２、高気温時の外気Ａ
と蓄冷材Ｒとを熱交換させて蓄冷材Ｒの蓄冷熱により外
気中水分を凝縮させる熱交換手段２、並びに、その凝縮
水Ｗを回収する水回収手段５を設けてある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、灌漑用や飲料用等の各
種用途に用いる水を空気中から収集する装置に関し、特
に、乾燥地帯やその周辺の半乾燥地帯等で水を直接に得
ることが難しい地域での水確保に好適な空気中水分収集
装置に関する。
種用途に用いる水を空気中から収集する装置に関し、特
に、乾燥地帯やその周辺の半乾燥地帯等で水を直接に得
ることが難しい地域での水確保に好適な空気中水分収集
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、空気中から水を得るに、空気を冷
凍回路の蒸発器で冷却することにより空気中水分を凝縮
させて、その凝縮水を回収するという技術がある。
凍回路の蒸発器で冷却することにより空気中水分を凝縮
させて、その凝縮水を回収するという技術がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、動力を消費し
て空気を冷却する熱機関である冷凍回路を用いる場合で
は、装置コストが高く付くとともに、消費動力が大きく
てランニングコストも高く付く問題があった。
て空気を冷却する熱機関である冷凍回路を用いる場合で
は、装置コストが高く付くとともに、消費動力が大きく
てランニングコストも高く付く問題があった。
【０００４】又、乾燥地帯や半乾燥地帯では冷凍回路運
転に必要な大きな動力電力の確保が難しい地域も多く、
このことがこの種装置の利用を妨げる要因ともなってい
た。
転に必要な大きな動力電力の確保が難しい地域も多く、
このことがこの種装置の利用を妨げる要因ともなってい
た。
【０００５】本発明の目的は、自然の気温変化を利用し
た合理的な手段により、上記の如き問題を伴うことなく
空気中から水を得られるようにする点にある。
た合理的な手段により、上記の如き問題を伴うことなく
空気中から水を得られるようにする点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による空気中水分
収集装置の第１の特徴構成は、低気温時の外気と蓄冷材
とを熱交換させて前記蓄冷材に蓄冷する熱交換手段、高
気温時の外気と前記蓄冷材とを熱交換させて前記蓄冷材
の蓄冷熱により外気中水分を凝縮させる熱交換手段、並
びに、その凝縮水を回収する水回収手段を設けたことに
あり、その作用・効果は次の通りである。
収集装置の第１の特徴構成は、低気温時の外気と蓄冷材
とを熱交換させて前記蓄冷材に蓄冷する熱交換手段、高
気温時の外気と前記蓄冷材とを熱交換させて前記蓄冷材
の蓄冷熱により外気中水分を凝縮させる熱交換手段、並
びに、その凝縮水を回収する水回収手段を設けたことに
あり、その作用・効果は次の通りである。
【０００７】
【作用】つまり、自然における気温の高低変化において
低気温時（例えば、夜間の気温が氷点下近くにまで低下
する乾燥地帯等では、この夜間における低気温の利用が
有効）に、その低温の外気と蓄冷材とを熱交換させるこ
とにより、蓄冷材を冷却して低温外気が有する冷熱を蓄
熱材に蓄積する。
低気温時（例えば、夜間の気温が氷点下近くにまで低下
する乾燥地帯等では、この夜間における低気温の利用が
有効）に、その低温の外気と蓄冷材とを熱交換させるこ
とにより、蓄冷材を冷却して低温外気が有する冷熱を蓄
熱材に蓄積する。
【０００８】そして、その蓄冷の後の高気温時におい
て、気温上昇による飽和温度の上昇に伴い先の低気温時
に比べ多くの水分を含んだ状態（すなわち、気温上昇に
伴う地表や海面からの水分蒸発等により絶対湿度が上昇
した状態）となった外気を蓄冷状態の蓄冷材と熱交換さ
せることで、蓄冷材の蓄冷熱により外気を露点温度以下
にまで冷却して、その外気中の水分を凝縮（結露）さ
せ、この凝縮水を灌漑用や飲料用等の所期の目的に使用
する水として水回収手段により回収する。
て、気温上昇による飽和温度の上昇に伴い先の低気温時
に比べ多くの水分を含んだ状態（すなわち、気温上昇に
伴う地表や海面からの水分蒸発等により絶対湿度が上昇
した状態）となった外気を蓄冷状態の蓄冷材と熱交換さ
せることで、蓄冷材の蓄冷熱により外気を露点温度以下
にまで冷却して、その外気中の水分を凝縮（結露）さ
せ、この凝縮水を灌漑用や飲料用等の所期の目的に使用
する水として水回収手段により回収する。
【０００９】
【発明の効果】すなわち、本発明の第１特徴構成によれ
ば、自然の気温変化を利用して、つまり、低気温時にお
ける外気保有冷熱を蓄冷により利用して水分収集するか
ら、冷凍回路を用いる従来装置に比べ、動力を消費して
低温を発生させる熱機関部が不要で、装置コスト並びに
ランニングコストのいずれについても必要コストを大き
く軽減でき、又、動力電力の確保が難しい地域でも容易
に使用することができる。
ば、自然の気温変化を利用して、つまり、低気温時にお
ける外気保有冷熱を蓄冷により利用して水分収集するか
ら、冷凍回路を用いる従来装置に比べ、動力を消費して
低温を発生させる熱機関部が不要で、装置コスト並びに
ランニングコストのいずれについても必要コストを大き
く軽減でき、又、動力電力の確保が難しい地域でも容易
に使用することができる。
【００１０】〔本発明の第２特徴構成〕本発明による空
気中水分収集装置の第２の特徴構成は、外気状態を検出
する検出手段を設け、その検出手段の検出情報に基づ
き、前記蓄冷材に蓄冷する蓄冷運転、及び、蓄冷熱によ
り外気中水分を凝縮させる水回収運転を自動的に実行す
る制御手段を設けたことにある。
気中水分収集装置の第２の特徴構成は、外気状態を検出
する検出手段を設け、その検出手段の検出情報に基づ
き、前記蓄冷材に蓄冷する蓄冷運転、及び、蓄冷熱によ
り外気中水分を凝縮させる水回収運転を自動的に実行す
る制御手段を設けたことにある。
【００１１】つまり、この第２特徴構成を採用すれば、
自然の気温変化に対し蓄冷材への蓄冷を効率良く行える
タイミング、及び、自然の気温変化に伴う外気中水分変
化に対し凝縮による水回収を効率良く行えるタイミング
の夫々を的確に捕らえて、それら蓄冷運転及び水回収運
転の夫々を効率良く自動的に実施できる。
自然の気温変化に対し蓄冷材への蓄冷を効率良く行える
タイミング、及び、自然の気温変化に伴う外気中水分変
化に対し凝縮による水回収を効率良く行えるタイミング
の夫々を的確に捕らえて、それら蓄冷運転及び水回収運
転の夫々を効率良く自動的に実施できる。
【００１２】
【実施例】次に実施例を説明する。
【００１３】図１は乾燥地帯やその周辺の半乾燥地帯
等、直接に水を得ることが難しい地域での使用に適した
空気中水分収集装置を示し、多量の水Ｒを蓄冷材として
貯留するタンク１を設けるとともに、空気Ａとタンク内
貯留水Ｒとを熱交換させる熱交換手段として、複数の蛇
行状空気細管２を上下方向でタンク内貫通させる状態に
設けてある。
等、直接に水を得ることが難しい地域での使用に適した
空気中水分収集装置を示し、多量の水Ｒを蓄冷材として
貯留するタンク１を設けるとともに、空気Ａとタンク内
貯留水Ｒとを熱交換させる熱交換手段として、複数の蛇
行状空気細管２を上下方向でタンク内貫通させる状態に
設けてある。
【００１４】そして、装置上部には、防虫網３ａ付きの
空気取入口３から外気Ａを取り入れて、その取り入れ外
気Ａを各空気細管２に対しそれらの上端側から通過させ
るファン４を装備し、一方、装置下部には、各空気細管
２の下端から通過空気Ａとともに流出する後述の凝縮水
Ｗを受け止める水回収部としてのホッパ５を設け、この
ホッパ５の底部には回収凝縮水Ｗを灌漑用や飲料用等の
所期用途に応じて目的箇所へ送水する送水管６を接続
し、又、ホッパ５の側部には防虫網７ａ付きの空気排出
路７を設けてある。
空気取入口３から外気Ａを取り入れて、その取り入れ外
気Ａを各空気細管２に対しそれらの上端側から通過させ
るファン４を装備し、一方、装置下部には、各空気細管
２の下端から通過空気Ａとともに流出する後述の凝縮水
Ｗを受け止める水回収部としてのホッパ５を設け、この
ホッパ５の底部には回収凝縮水Ｗを灌漑用や飲料用等の
所期用途に応じて目的箇所へ送水する送水管６を接続
し、又、ホッパ５の側部には防虫網７ａ付きの空気排出
路７を設けてある。
【００１５】上記の装置構成において空気中から水を収
集するについては、先ず、夜間の低気温時にファン４を
運転して低温外気Ａを各空気細管２に対し通過させ、こ
れにより、空気細管２中の通過過程で低温外気Ａとタン
ク内貯留水Ｒとを熱交換させてタンク内貯留水Ｒを冷却
し、低温外気Ａが保有する冷熱をタンク内貯留水Ｒに蓄
冷する。
集するについては、先ず、夜間の低気温時にファン４を
運転して低温外気Ａを各空気細管２に対し通過させ、こ
れにより、空気細管２中の通過過程で低温外気Ａとタン
ク内貯留水Ｒとを熱交換させてタンク内貯留水Ｒを冷却
し、低温外気Ａが保有する冷熱をタンク内貯留水Ｒに蓄
冷する。
【００１６】そして、上記の如く蓄冷した状態において
次の昼間の高気温時に、気温上昇に伴い含有水分量が増
した外気Ａを同じくファン４の運転により各空気細管２
に対し通過させることで、空気細管２中の通過過程にお
いて、その通過外気Ａと蓄冷状態の低温貯留水Ｒとを熱
交換させて通過外気Ａをその露点温度以下にまで冷却
し、これにより、外気Ａ中の水分を凝縮させ、この凝縮
水Ｗを自重及び通過空気Ａの搬送作用で各空気細管２の
下端から流出させてホッパ５で受け止め回収する。
次の昼間の高気温時に、気温上昇に伴い含有水分量が増
した外気Ａを同じくファン４の運転により各空気細管２
に対し通過させることで、空気細管２中の通過過程にお
いて、その通過外気Ａと蓄冷状態の低温貯留水Ｒとを熱
交換させて通過外気Ａをその露点温度以下にまで冷却
し、これにより、外気Ａ中の水分を凝縮させ、この凝縮
水Ｗを自重及び通過空気Ａの搬送作用で各空気細管２の
下端から流出させてホッパ５で受け止め回収する。
【００１７】尚、低温外気Ａによりタンク内貯留水Ｒを
冷却する上記の蓄冷運転において各空気細管２を通過し
た後の昇温化空気Ａ’、及び、蓄冷熱により空気中水分
を凝縮させる上記の水回収運転において各空気細管２を
通過した後、凝縮水Ｗと分離した降温化空気Ａ’は、夫
々、空気排出路７から排出される。
冷却する上記の蓄冷運転において各空気細管２を通過し
た後の昇温化空気Ａ’、及び、蓄冷熱により空気中水分
を凝縮させる上記の水回収運転において各空気細管２を
通過した後、凝縮水Ｗと分離した降温化空気Ａ’は、夫
々、空気排出路７から排出される。
【００１８】８は自動運転を実施する制御装置であり、
この制御装置８は外気状態を検出する外気センサ９、及
び、タンク内貯留水Ｒの水温を検出する水温センサ１０
の検出情報に基づき下記（イ）〜（ニ）の制御を実行す
る。
この制御装置８は外気状態を検出する外気センサ９、及
び、タンク内貯留水Ｒの水温を検出する水温センサ１０
の検出情報に基づき下記（イ）〜（ニ）の制御を実行す
る。
【００１９】（イ） 外気センサ９による検出外気温ｔ
ｏが低温側の設定値ｔｏ１以下となるとファン４の運転
を起動し蓄冷運転を開始する。
ｏが低温側の設定値ｔｏ１以下となるとファン４の運転
を起動し蓄冷運転を開始する。
【００２０】（ロ） 蓄冷運転において、水温センサ１
０による検出水温ｔｒが蓄冷の進行に伴い次第に低下し
て外気温センサ９による検出外気温ｔｏと等しい温度と
なると、それ以上の蓄冷は不能としてファン４の運転を
停止し蓄冷運転を完了する。
０による検出水温ｔｒが蓄冷の進行に伴い次第に低下し
て外気温センサ９による検出外気温ｔｏと等しい温度と
なると、それ以上の蓄冷は不能としてファン４の運転を
停止し蓄冷運転を完了する。
【００２１】（ハ） 蓄冷運転完了後において検出外気
温ｔｏが高温側の設定値ｔｏ２以上となると、気温上昇
に伴い外気Ａが充分な水分含有状態となっているとし
て、再びファン４を起動し水回収運転を開始する。
温ｔｏが高温側の設定値ｔｏ２以上となると、気温上昇
に伴い外気Ａが充分な水分含有状態となっているとし
て、再びファン４を起動し水回収運転を開始する。
【００２２】（ニ） そして、水回収運転において検出
水温ｔｒが蓄冷熱の消費に伴い次第に上昇して所定の水
回収終了温度（水回収運転時における外気Ａの露点温度
を目安とした温度）となると、それ以上の水分凝縮は困
難としてファン４の運転を停止し水回収運転を終了す
る。
水温ｔｒが蓄冷熱の消費に伴い次第に上昇して所定の水
回収終了温度（水回収運転時における外気Ａの露点温度
を目安とした温度）となると、それ以上の水分凝縮は困
難としてファン４の運転を停止し水回収運転を終了す
る。
【００２３】１１は太陽電池であり、この太陽電池１１
により起電した電力は蓄電池１２に蓄電し、そして、フ
ァン４の運転電力や制御装置８の電源電力として使用す
る。
により起電した電力は蓄電池１２に蓄電し、そして、フ
ァン４の運転電力や制御装置８の電源電力として使用す
る。
【００２４】又、１３はタンク内貯留水Ｒから装置周囲
への冷熱放散を防止するとともに、制御装置８や蓄電池
１２等の装備機器を保護する日除けカバーである。
への冷熱放散を防止するとともに、制御装置８や蓄電池
１２等の装備機器を保護する日除けカバーである。
【００２５】〔別実施例〕次に別実施例を列記する。
【００２６】蓄冷材Ｒは水に限定されるものではなく、
固体、液体、気体を問わず種々のものを適用できる。
固体、液体、気体を問わず種々のものを適用できる。
【００２７】前述の実施例においては、低気温時に外気
Ａと蓄冷材Ｒとを熱交換させる蓄冷用の熱交換手段と、
高気温時に外気Ａと蓄冷材Ｒとを熱交換させる水回収用
の熱交換手段とを、複数の空気細管２で構成した共通の
熱交換手段で兼ねたが、これら蓄冷用の熱交換手段、及
び、水回収用の熱交換手段として夫々、専用の熱交換手
段を設けてもよい。
Ａと蓄冷材Ｒとを熱交換させる蓄冷用の熱交換手段と、
高気温時に外気Ａと蓄冷材Ｒとを熱交換させる水回収用
の熱交換手段とを、複数の空気細管２で構成した共通の
熱交換手段で兼ねたが、これら蓄冷用の熱交換手段、及
び、水回収用の熱交換手段として夫々、専用の熱交換手
段を設けてもよい。
【００２８】又、各熱交換手段には種々の形式・構造の
ものを適用でき、例えば、図２に示すように、蓄冷材と
しての液体Ｒ中に配置して外気Ａを管内通過させる比較
的大径の空気管２’に、熱伝導性の高い繊維状体２ａを
通気性を損なわない程度の密度で充填して、通過空気Ａ
と液体Ｒとの熱交換を促進する構造や、あるいは、図３
に示すように、同じく蓄冷材としての液体Ｒ中に配置し
て外気Ａを管内通過させる空気管２”の内部に、液体Ｒ
を通過させるフィンコイル２ｂを内装して高き熱交換効
率を確保する構造等を採用してもよい。
ものを適用でき、例えば、図２に示すように、蓄冷材と
しての液体Ｒ中に配置して外気Ａを管内通過させる比較
的大径の空気管２’に、熱伝導性の高い繊維状体２ａを
通気性を損なわない程度の密度で充填して、通過空気Ａ
と液体Ｒとの熱交換を促進する構造や、あるいは、図３
に示すように、同じく蓄冷材としての液体Ｒ中に配置し
て外気Ａを管内通過させる空気管２”の内部に、液体Ｒ
を通過させるフィンコイル２ｂを内装して高き熱交換効
率を確保する構造等を採用してもよい。
【００２９】前記タンク１に対しては種々の断熱手段を
施すことができ、又、タンク１を地中に埋設する形態を
採用しても良い。
施すことができ、又、タンク１を地中に埋設する形態を
採用しても良い。
【００３０】低気温時に取り入れる蓄冷用外気Ａは極力
高所から取り入れ、かつ、高気温時に取り入れる水収集
用外気Ａは地表近くの低所から取り入れるように、外気
取り入れ形態を切換える構成を採用しても良い。
高所から取り入れ、かつ、高気温時に取り入れる水収集
用外気Ａは地表近くの低所から取り入れるように、外気
取り入れ形態を切換える構成を採用しても良い。
【００３１】水回収運転において、空気排出路７から排
出される降温化空気Ａ’を、空気取入口３からの水収集
用外気Ａに対する予冷源に利用する構成を採用しても良
い。
出される降温化空気Ａ’を、空気取入口３からの水収集
用外気Ａに対する予冷源に利用する構成を採用しても良
い。
【００３２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】装置の全体縦断面図
【図２】別実施例を示す拡大断面図
【図３】他の別実施例を示す拡大断面図
２ 熱交換手段 ５ 水回収手段 ８ 制御手段 ９ 検出手段 Ａ 外気 Ｒ 蓄冷材 Ｗ 凝縮水
Claims (2)
- 【請求項１】 低気温時の外気（Ａ）と蓄冷材（Ｒ）と
を熱交換させて前記蓄冷材（Ｒ）に蓄冷する熱交換手段
（２）、高気温時の外気（Ａ）と前記蓄冷材（Ｒ）とを
熱交換させて前記蓄冷材（Ｒ）の蓄冷熱により外気中水
分を凝縮させる熱交換手段（２）、並びに、その凝縮水
（Ｗ）を回収する水回収手段（５）を設けた空気中水分
収集装置。 - 【請求項２】 外気状態を検出する検出手段（９）を設
け、その検出手段（９）の検出情報に基づき、前記蓄冷
材（Ｒ）に蓄冷する蓄冷運転、及び、蓄冷熱により外気
中水分を凝縮させる水回収運転を自動的に実行する制御
手段（８）を設けた請求項１記載の空気中水分収集装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249161A JPH06101251A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 空気中水分収集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4249161A JPH06101251A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 空気中水分収集装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06101251A true JPH06101251A (ja) | 1994-04-12 |
Family
ID=17188816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4249161A Pending JPH06101251A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | 空気中水分収集装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101251A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006028287A1 (ja) * | 2004-09-09 | 2008-05-08 | 英弥 腰山 | 大気から水を抽出する掻集機能を有する水抽出方法及び水抽出装置 |
| JP2012238598A (ja) * | 2008-03-06 | 2012-12-06 | Toshiba Corp | 電動軽車両のバッテリ装置および電動軽車両 |
| CN104074236A (zh) * | 2013-03-28 | 2014-10-01 | 冉祥风 | 污水挥发清除与大气形态转化采水装置 |
| CN108612153A (zh) * | 2018-04-12 | 2018-10-02 | 华东师范大学 | 大气凝结水制备装置及方法 |
| CN109804902A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-05-28 | 沈宇豪 | 一种园林滴灌取水设备 |
| KR102049007B1 (ko) * | 2018-10-29 | 2019-11-26 | 주식회사 피쉬 | 열전소자를 이용한 물 생성장치 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP4249161A patent/JPH06101251A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2006028287A1 (ja) * | 2004-09-09 | 2008-05-08 | 英弥 腰山 | 大気から水を抽出する掻集機能を有する水抽出方法及び水抽出装置 |
| JP2012238598A (ja) * | 2008-03-06 | 2012-12-06 | Toshiba Corp | 電動軽車両のバッテリ装置および電動軽車両 |
| CN104074236A (zh) * | 2013-03-28 | 2014-10-01 | 冉祥风 | 污水挥发清除与大气形态转化采水装置 |
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| CN109804902A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-05-28 | 沈宇豪 | 一种园林滴灌取水设备 |
| CN109804902B (zh) * | 2019-03-25 | 2021-05-25 | 江苏翔宇灌溉设备有限公司 | 一种园林滴灌取水设备 |
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